风扇式轴流风机通风降温的实验研究

马德辉 魏绍滨 刘建波 黑龙江 黑河 164400

黑龙江逊克奇克国家粮食储备库

粮食是热的不良导体，粮粒中的热量是慢慢传递到空气中的。然而采取大风量通风不仅浪费资源，而且通风效率较低。因此，本研究针对节能、保水通风，开展如下实验。

1 材料与方法

1.1 试验仓型及风机的基本情况

试验仓为钢结构高大平房仓，长51.87m、宽33.93m，粮堆高6.9m，仓顶及仓壁为彩钢板为面内置保温岩棉做保温隔热层，内为挡粮网结构，挡粮网距仓壁0.6m，仓房南北檐墙分别设有4个通风口，每个风口由风源分配箱形成3条地上笼支风道，单条风道长15m。主风道开孔率为35%。空气途径比为1.4。

本仓储粮品种为玉米，共储粮数量量为9303t，入仓水分为13.9%，含杂0.8%，容重766kg/m3，通风前水分上层14.0%，中层13.9%下层13.8%；仓温13.9°C，中上层粮温19.5°C，中下层0°C，全仓最低-4.2°C，平均温度9.2℃。

选用4台风扇式轴流风机，单机风量为6500m3/h，全压375Pa，功率1.1kW。分别布置在东西两侧仓窗中。

本地区属寒温带大陆性季风气候，年日照时数2600小时左右，年平均气温0.5度，无霜期125天。

1.2 风扇式轴流风机通风降温、保水情况

通风区间为：10月11日至1月22日。作业期间，大气温度最高10℃，最低-29℃，大气湿度58%。在通风区间内，严格按照《储粮机械通风技术规程》中的标准进行操作，在内外温差≥8℃，且外界气湿偏小的情况下，利用干燥、低温的有利天气通风，为间歇式通风，累计通风23天，共552小时，平均降温15.3℃。通风结束时，仓温-14.0℃，中上层粮温-2.3°C，中下层-9.7°C，全仓最低-25.5°C，粮堆平均温度-6.1℃。

整个通风区间累计电耗（总耗电）2428kW·h，单位电耗（单位能耗）为0.02kW·h/℃·t。从实际通风能耗来看，远远小于《储粮机械通风技术规程》中地上笼降温通风单位能耗0.04kW·h/℃·t的要求，比风扇式轴流风机缓速通风略高。

通风前粮食平均水分为13.9%，通风结束粮食水分上层为14.0%，下层13.6%，通风水分下层平均损失为0.2%。上层无明显变化。

1.3 实验方法

本次使用风扇式轴流风机对独立的储粮货位进行整体通风。首先检查风机和电源线，保证其能安全正常运转；检查仓壁有无缝隙、门窗能否闭合严密，保证其气密性；主风管内有无杂物，保证其进风通畅；及时清理风道口附近轻质异物，防止在通风时吸入风管，影响其通风效果。然后，通风前还应全面检查一次粮情，异常粮情和有可能出现的通风死角，重点标记，通风中应加大检查力度，确保其储粮安全。最后依次开启风机，打开所有通风管道，然后关闭门窗，在仓内形成负压，仓外低温空气由风道进入，从下至上通过粮堆，通风开始。

2 结果

采用轴流风机吸出式负压通风，冷空气经仓底部的通风口进入仓内，从下至上经轴流风机出风口排出仓外，粮堆由下至上的层面依次降温，降温梯度与变化趋于均衡。由于进风口和出风口在同一墙面，形成了由近风机到远风机粮温由低到高的梯度，同一平面当靠近挡粮网处粮温达到-10.0℃时，中心离风机较远的粮温还是-8.0℃，高出平均粮温2℃。如果在通风过程中用铺膜来改变通风方向，应该能够有效解决粮温梯度的问题。

在特殊部位降温效果方面：采用风扇式轴流风机负压通风，流经各点的空气均匀、稳定，由于温差关系，粮温高的部位易产生结露现象，四个边角不易受外界低温影响，温度较高。

在粮食底层温度变化方面：通风结束后，底层粮温最低，是由于离风道较近，最先接触冷凉空气，提高了通风降温的效果。

在粮食上层降温效果方面：通风结束后温度最高，主要是粮食经过一个夏季的存储，上层受较高气温、仓温的影响，积蓄性温度较高的原因。粮堆中层降温最均匀，温度梯度接近操作规范，说明经过粮堆的干冷空气均匀。

3 结论

整个实验的通风作业用风扇式轴流小功率风机，采用缓速间歇式通风方法，通风时间相对于大功率离心风机较长，但通风能耗低。储粮水分损耗小。采用大功率风机进行压入上行式通风，用11KW/h风机8台，通风周期5天，电费：10560元，单位能耗ET≤0.04KW.h/（t°C）。用轴流风机通风23天，电费：2428.8元，单位能耗ET≤0.02 KW.h/（t°C）。通风周期下来水分损失较小，除底部水分降低0.2外，中上层平均无明显变化。与采用11kW风机竖直通风整体平均最少0.5%的水分减量相比效果明显。同时，能够达到通风降温的预定目标。从通风降温、保水通风的角度小功率轴流风机通风的实践效果能满足安全储粮，低温储粮要求。

按照空气流动方向，存在通风过程中降温滞后的现象，主要是杂质聚集区，两风道中间区域，特别是离风道口和风机较远的粮堆中心地带，在粮食入仓铺设地上笼时，选择合适的风笼开口率，控制进风量大小，应该能够有效降低粮堆粮温梯度。

仓房四角沿没有安装风机的南北挡粮网方向有通风死角，主要原因是负压通风有别于大功率通风，大功率压入上行式通风受粮压及挡粮网的影响，进入粮堆的空气充盈、全面。加大风机功率或延长通风作业周期，能有效解决四角及两边通风量不足，消除通风盲区。

由于轴流风机在设计之初就在仓窗内安装完毕，所以本次实验采用的是上行式通风，本实验通风周期长，适用于北方冷凉气候条件充裕的地区。

4 讨论

上层粮食受外温、仓温影响较大，过夏积热导致粮温高。通风过程中和风机停止后，应着重检查上层粮温、粮情，出现结露现象，是由于热空气上行，聚集在粮面上部，应当继续启动风机通风，或辅以人工翻动粮面，直至结露消除。

在实际通风过程中，粮堆上表面局部地方通风不畅，粮食降温效果不显著，因此后续实验应适当考虑粮仓装粮的高度、风机功率及风道走向下的风机位置等因素。